Το βασικό πλεονέκτημα του υπερηχητικού ομογενοποιητή στην εκχύλιση πάστας ελιάς

Στο σύστημα τεχνολογίας εκχύλισης πάστας ελιάς, ο ομογενοποιητής υπερήχων είναι μια εξειδικευμένη συσκευή που αποτελεί αναβάθμιση της παραδοσιακής υποβοηθούμενης εκχύλισης με υπερήχους-. Συνδυάζει το φαινόμενο της σπηλαίωσης του υπερήχου με τις λειτουργίες διάτμησης και ανάμειξης της μηχανικής ομογενοποίησης. Αυτό δημιουργεί μια πιο κατάλληλη λύση εκχύλισης για τα χαρακτηριστικά της πάστας ελιάς, η οποία έχει πυκνές ίνες και σκληρή κυτταρική δομή. Τα πλεονεκτήματά του αντικατοπτρίζονται κυρίως στις ακόλουθες πέντε πτυχές:

1. Πιο ενδελεχής κυτταρική διάσπαση, αύξηση του ρυθμού εκχύλισης των συστατικών-στόχων κατά 15%-30%.

Τα ενεργά συστατικά της πάστας ελιάς (όπως πολυφαινόλες και φλαβονοειδή) είναι ως επί το πλείστον ενθυλακωμένα στα κυτταρικά τοιχώματα και στη δομή των ινών του πολτού. Ενώ ο παραδοσιακός εξοπλισμός υπερήχων μπορεί να δημιουργήσει φυσαλίδες σπηλαίωσης, η διείσδυσή τους σε πυκνές ίνες είναι περιορισμένη. Οι ομογενοποιητές υπερήχων, από την άλλη πλευρά, χρησιμοποιούν τη συνεργική επίδραση των υπερήχων υψηλής συχνότητας (20-40kHz) σε συνδυασμό με τη διάτμηση ρότορα υψηλής ταχύτητας:

●Φυσαλίδες σπηλαίωσης υπερήχων καταρρέουν βίαια μέσα στην πάστα ελιάς, δημιουργώντας τοπική υψηλή πίεση (έως χιλιάδες ατμόσφαιρες) και μικρο-πίδακες που διαρρηγνύουν απευθείας τα κυτταρικά τοιχώματα.

●Η δύναμη διάτμησης του ρότορα ομογενοποίησης διασπά περαιτέρω τα συσσωματώματα ινών, αυξάνοντας την περιοχή επαφής μεταξύ του διαλύτη και του περιεχομένου της κυψέλης κατά 3-5 φορές.

●Πειραματικά δεδομένα δείχνουν ότι υπό τις ίδιες συνθήκες εκχύλισης, οι ομογενοποιητές υπερήχων μπορούν να επιτύχουν ρυθμό εκχύλισης 2,8-3,2 mg/g (ξηρής βάσης) πολυφαινολών πάστας ελιάς, αύξηση 15%-30% σε σύγκριση με τον συμβατικό εξοπλισμό υπερήχων. Αυτή η απόδοση προσεγγίζει αυτήν της εξαγωγής υπερκρίσιμου ρευστού, χωρίς ωστόσο να απαιτείται εξοπλισμός υψηλής πίεσης.

2.EΟ χρόνος εξαγωγής μειώνεται κατά 40%-60%, μειώνοντας την κατανάλωση ενέργειας και την απώλεια διαλύτη.

Η παραδοσιακή εκχύλιση της πάστας ελιάς απαιτεί 4-6 ώρες (εκχύλιση με διαλύτη) ή 1-2 ώρες (συμβατική εκχύλιση με τη βοήθεια υπερήχων). Ωστόσο, ο ομογενοποιητής υπερήχων μειώνει σημαντικά αυτόν τον χρόνο μέσω των αποτελεσματικών ιδιοτήτων μεταφοράς μάζας:

●Η σπηλαίωση επιταχύνει τη διάχυση των συστατικών-στόχων από τα κύτταρα, ενώ η ομογενοποιητική διάτμηση αποτρέπει τη στασιμότητα του διαλύτη στους χώρους μεταξύ των ινών, μειώνοντας τον χρόνο ισορροπίας εκχύλισης από 60 λεπτά σε 25-30 λεπτά.

●Ο συντομευμένος χρόνος εκχύλισης μειώνει άμεσα την εξάτμιση του διαλύτη (για παράδειγμα, η απώλεια αιθανόλης μειώνεται από 8% σε λιγότερο από 3%) και μειώνει την κατανάλωση ενέργειας λειτουργίας του εξοπλισμού (εξοικονόμηση περίπου 0,5-1,2 kWh ανά παρτίδα), καθιστώντας τον πιο κατάλληλο για μείωση κόστους στη βιομηχανική συνεχή παραγωγή.

3. Η εκχύλιση σε χαμηλή-θερμοκρασία ( Κάτω από ή ίση με 50 βαθμούς ) διατηρεί πλήρως τα ευαίσθητα στη θερμότητα-ενεργά συστατικά.

Η βιταμίνη Ε, η υδροξυτυροσόλη και άλλα συστατικά της πάστας ελιάς είναι ευαίσθητα σε θερμοκρασία-και επιρρεπή σε οξείδωση ή δομική βλάβη σε θερμοκρασίες άνω των 60 βαθμών . Ένα από τα βασικά πλεονεκτήματα των ομογενοποιητών υπερήχων είναι η απόδοσή τους σε «χαμηλή-θερμοκρασία, υψηλή-απόδοση».

●Η θερμότητα που παράγεται από το φαινόμενο της σπηλαίωσης συγκεντρώνεται σε μια μικροσκοπική περιοχή (επίπεδο μικρομέτρου) και το ενσωματωμένο-σύστημα ψύξης με μανδύα της συσκευής αφαιρεί τη θερμότητα σε πραγματικό χρόνο, διατηρώντας σταθερή θερμοκρασία συστήματος εξαγωγής 40-50 βαθμούς .

● Συγκριτικά πειράματα έδειξαν ότι τα εκχυλίσματα πάστας ελιάς που εκχυλίστηκαν με ομογενοποιητές υπερήχων διατήρησαν πάνω από 92% βιταμίνη Ε και η περιεκτικότητα σε υδροξυτυροσόλη (η πιο δραστική πολυφαινόλη) ήταν 40% υψηλότερη από αυτή που ελήφθη με θέρμανση 60 μοιρών. Επιπλέον, ο ρυθμός σάρωσης ελεύθερων ριζών DPPH του εκχυλίσματος (δείκτης αντιοξειδωτικής δράσης) παρέμεινε στο 85%-90%, ξεπερνώντας σημαντικά το 65%-70% που επιτυγχάνεται με εκχύλιση σε υψηλή θερμοκρασία.

4. Μειώστε τη διάλυση της ακαθαρσίας και το κόστος επακόλουθου καθαρισμού

Μεγάλες ποσότητες μεγάλων μοριακών ακαθαρσιών (όπως κυτταρίνη και πηκτίνη) στην πάστα ελιάς μπορεί να περιπλέξουν τη χρωματογραφία στήλης και τον διαχωρισμό μεμβράνης. Οι ομογενοποιητές υπερήχων μειώνουν τις παρεμβολές ακαθαρσιών μέσω των ιδιοτήτων "επιλεκτικής εκχύλισης" τους:

●Οι δυνάμεις σπηλαίωσης και διάτμησης δρουν κυρίως στη λιπιδική στιβάδα και στη δομή πολυσακχαρίτη του κυτταρικού τοιχώματος, απελευθερώνοντας κατά προτίμηση μικρά-μοριακά ενεργά συστατικά.

●Έχουν ελάχιστη βλάβη σε μεγάλα μόρια κυτταρίνης (επειδή οι γλυκοσιδικοί δεσμοί της κυτταρίνης απαιτούν μεγαλύτερη ενέργεια για να σπάσουν), μειώνοντας την περιεκτικότητα σε κυτταρίνη στο ακατέργαστο εκχύλισμα κατά 50%-60% και την περιεκτικότητα σε πηκτίνη κατά 35%-45%.

●Κατά τον επακόλουθο καθαρισμό, η χρήση εκλούσματος χρωματογραφίας στήλης μπορεί να μειωθεί κατά 20%, η αποσύνθεση ροής μεμβράνης μπορεί να επιβραδυνθεί (η διάρκεια ζωής της μεμβράνης μπορεί να παραταθεί κατά 30%) και το συνολικό κόστος καθαρισμού μπορεί να μειωθεί κατά 15%-20%.